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_7 史蒂芬·霍金(美)
运算能力,物理过程的结果是无法预测的肯定,因为
他们肯定没有确定。相反,由于一个系统的,自然的初始状态
决定通过一个过程,是从根本上不确定的未来状态。换句话说,大自然
没有规定的情况下,即使在最简单的任何过程或实验结果。
相反,它允许具有一定的可能性被不同的不测事件,每个数字
实现。这是,套用爱因斯坦,仿佛上帝抛出,然后才决定每个骰子结果
物理过程。这种想法困扰爱因斯坦,所以尽管他的父亲是一
量子物理学,他后来成了它的关键。
量子物理学似乎破坏,自然是法律管辖的想法,但这并不是
如此。相反,它使我们接受的新形式决定:鉴于在系统状态
一段时间以来,自然法则确定各种期货theprobabilities和流转,而不是
决定未来,肯定过去。虽然这是令人反感一些,科学家们必须
接受理论与实验的同意,而不是他们自己先入为主的观念。
没有什么科学的理论需求,它可测试的。如果概率性质
量子物理学的预测意味着它无法证实这些预测,然后
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量子理论不符合资格的有效理论。不过,虽然他们的概率性质
预测,我们仍然可以测试量子理论。例如,我们可以重复很多实验
倍,并确认各种结果的概率的频率,符合预期。
考虑布基球实验。量子物理学告诉我们,事情远没有在位于
明确一点,因为如果是这样,在不确定性的势头将不得不是无限的。事实上,
根据量子物理学,每个粒子有一些在任何地方被发现的概率
宇宙。因此,即使发现在双缝一个给定的电子设备的机会
非常高的,总是会有一些可以发现在月球背面,而不是机会
半人马座阿尔法星,或者在牧人的在你的办公室食堂馅饼。因此,如果你踢
量子布基球,让它飞,无技能或知识的数量将允许你提前说
正是在那里将土地。但是,如果你多次重复实验,获得的数据,你会
反映在不同地点找到球的概率,和实验者已经证实
,这类实验结果与理论的预测。
重要的是要认识到,在量子物理学的概率是不一样的概率
,或在日常生活中牛顿物理学。通过比较我们可以理解的模式建立了本
由巴克球源源不断在孔的模式兴建的球员屏幕发射
瞄准了靶心,靶上的眼睛。除非球员们消耗太多的啤酒,
中心附近的一个飞镖着陆机会最大,并减少,当您去更远的地方。正如
在巴基球,任何给定镖可以在任何地方降落,并随着时间的推移孔模式,反映了
基本概率会出现。在日常的生活中,我们可能反映说,这种情况
一镖拥有一批在各个景点登陆一定的概率,但如果我们说,不同于案件
布基球,这只是因为我们对推出的条件,知识是不完整的。我们
可以改善我们的描述,如果我们确切地知道该以何种方式公布的飞镖选手,
它的角度,旋转,速度,等等。原则上,那么,我们可以预测那里的镖将土地
作为伟大的精度与我们的愿望。我们的术语的使用概率来描述,其结果
在日常生活中,因此一事件是不是该进程的内在本质的反映,但只有
我们的无知,它的某些方面。
在量子理论的概率是不同的。它们反映了根本性的随机性。
自然界的量子模型包含的原则相抵触,不仅是我们日常生活
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经验,但我们对现实的直观的概念。这些谁找到这些原则怪异或者难以
相信在良好的公司,伟大的物理学家爱因斯坦等公司,甚至
费曼,他的量子理论,我们将很快目前的描述。事实上,费曼曾经
写道:“我想我可以有把握地说,没有人理解量子力学。”但量子
物理同意观察。它从未失败过一次测试,并已通过测试比任何更
其他理论的科学。
理查德费曼在20世纪40年代有惊人的洞察力之间的差异就
量子与牛顿的世界。费曼是感兴趣的是如何干扰的问题
在双缝实验的模式出现。回想一下,当我们的模式,我们发现火灾分子
既狭缝公开赛是不是该模式,我们发现当我们运行实验两次的总和,一旦
只有一个开放的,一旦与其他开放缝只。相反,当我们都缝开放
找到光明与黑暗的频段,后者在该地区无颗粒的土地系列。这
这将意味着已经在暗带区的降落粒子如果说,只有一人缝
开放的,不缝时,两地有也开放。仿佛,他们的旅程从某处
源到屏幕上,同时缝颗粒获取有关信息。这种行为是
从事物的方式大大不同,似乎表现在日常生活中,其中一个球会
按照通过一个狭缝的路径,被在其他情况的影响。
根据牛顿物理学和实验的方式工作,如果我们没有将它与
而不是分子,每个粒子遵循足球从源头上单井定义路线
到屏幕上。没有照片中的一个房间里弯路粒子访问
附近道路沿线各缝。根据量子模型,然而,粒子
据说,在时间之间的出发点和终结点是没有明确的立场。
费曼实现一个没有解释称这意味着,粒子的路径,因为他们没有采取
源和屏幕之间旅行。而这可能意味着,粒子采取一切可能的路径
连接这些点。这费曼断言,是什么使不同量子物理学
牛顿物理学。上述两条狭缝事项的情况,因为,而不是遵循一个单一
明确的道路,采取一切粒子的路径,同时他们把他们全部!这听起来像
科幻小说,但事实并非如此。费曼制定了数学表达式的费曼总和
对历史,反映这个想法,并再现所有的量子物理定律。在
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费曼的理论数学和物理图象是由不同的原始
制定量子物理,但这些预测是相同的。
在双缝实验费曼的主张意味着粒子的路径,通过采取只去
一缝或只有对方;路径,通过第一线缝,背出通过第二狭缝,
然后再通过第一;路径访问这个伟大的餐厅,供应咖喱虾,
再绕木星前几次回家,这在整个宇宙中去,甚至路径
和背部。这在费曼看来,解释了粒子获得的信息
其中开衩是开放式,如果缝是开放的,它的颗粒是通过路径。当两个狭缝开放,
路径中的粒子可以通过一个狭缝传播干预的路径,其中
通过其他传播,造成干扰。这听起来坚果,但对于目的
工作和对本图书费曼的提法今天最根本的目的物理
已证明比原来的一个有用。
费曼的量子现实的看法是理解的理论,我们将很快目前至关重要的,
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所以值得花一些时间去给它是如何工作的感觉。想象一下,一个简单的过程
其中一些粒子的位置和移动开始一个自由。在牛顿的粒子模型
将遵循一条直线。经过一定的精确时间的推移,我们会发现在某些粒子
沿着这条线的确切位置乙。在费曼的模型每一个量子粒子样本路径
连接A和B,收集了数称为为每个路径的阶段。这一阶段代表
位置在一个波动周期,即是否波在波峰或波谷或一些精确的
位置之间。费曼的这一阶段的数学计算表明,处方
当你把所有的路径海浪您收到“概率幅”,即
粒子,在开始,将达到B的这种可能性振幅的平方,然后给出了正确的
该粒子的概率将达到二
该阶段,每个人的路径有助于费曼的总和(因而的概率
从持续到B)可以看作一个箭头,固定长度,但可以在任何点
方向。添加两个阶段,你代表一个地方的箭头,箭头在结束阶段
其他代表,以获得新的箭头代表的总和。要添加更多的阶段,你只需
继续这一进程。请注意,当排队的阶段,箭头代表全部可
相当长。但是,如果他们在不同的方向来看,他们倾向于取消当您添加它们,离开
你不是一个箭头很多的。这个想法是下图所示。
以进行计算概率幅费曼的处方,一个粒子
在一个位置开始一个会结束时,一个位置B,你添加的阶段,或箭头,相关
与每个路径连接A和B有无限多的路径,这使得
数学有点复杂,但很有效。一些的路径图所示。
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费曼的理论给出了牛顿的世界是如何产生的,尤其是图片可以清晰的画面
从量子物理学,这似乎是非常不同的。据费曼的理论,阶段
与每个路径相关联取决于普朗克常数。决定了,因为该理论
普朗克常数非常小,当你添加路径,从每个贡献接近
其他的各个阶段通常大相径庭,因此在图中,上面的,他们往往添加到零。但
这一理论也表明,该阶段是有一种倾向,一些排队的路径,
所以这些路径的青睐,也就是说,他们作出更大的贡献观测到的行为
粒子。事实证明,大型物件,路径非常相似的路径牛顿的预言
将有类似的阶段,加起来是迄今为止最大的贡献给予的款项,因此
唯一的目的地,有一个有效的概率大于零是目标预测
牛顿的理论,而目的地的概率,这是非常接近的。因此,大
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物体运动就像牛顿的理论预言他们会的。
到目前为止,我们已经讨论了在双缝实验中费曼的想法。在这
实验粒子发射带缝墙走向,我们测量的位置,在屏幕上
置于不受墙,在这最后的粒子。更普遍的,而不只是单一
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